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Oberflächenbehandlung

Unter Oberflächenbehandlung wird eine Modifizierung oder Änderung der Werkstücksoberfläche verstanden, deren Ziel es ist, dem Werkstück Eigenschaften zu verleihen, die durch das Grundmaterial alleine nicht erzielt werden können.

Die Oberflächenbehandlung umfasst somit ein sehr breites Spektrum von Prozessen, angefangen von der Beschichtung über chemische (z.B. Dampfbehandlung) und thermochemische Behandlungen (z.B. Karbonitrierung und Nitrokarburierung) bis hin zur Wärmebehandlung oder mechanischen Deformation der Oberfläche.

Im Prinzip können alle Oberflächenbehandlungen, die von massivem Stahl bekannt sind, auch an Bauteilen angewendet werden, die im Pulverpressverfahren hergestellt wurden, allerdings mit der Einschränkung, dass das Porensystem des pulvergepressten Stahls das Behandlungsergebnis wesentlich beeinflussen kann.

Es kann daher erforderlich sein, das Porensystem in einer passenden Vorbehandlung vor der eigentlichen Oberflächenbehandlung zu versiegeln. Die Kunststoffversiegelung oder Dampfbehandlung sind Beispiele für mögliche Vorbehandlungen.

In der Umgangssprache wird der Begriff Oberflächenbehandlung vor allem in Verbindung mit Beschichtungsmethoden verwendet, die mit dem Ziel der verbesserten Korrosionsbeständigkeit des Werkstücks vorgenommen werden. Elektroverzinkung ist ein Oberflächenbehandlungsprozess, bei dem das Stahlwerkstück durch galvanische Abscheidung mit einer korrosionsabweisenden Zinkschicht überzogen wird. Die Oberfläche der Zinkschicht wird durch Chromatierung nachbehandelt, wodurch der Zink vor Korrosion geschützt wird und für einige Zeit sein oberflächliches Aussehen bewahrt.

Zink ist gegenüber Stahl unedel und bietet – bei atmosphärischer Anwendung – dem Stahl kathodischen Schutz, auch wenn dieser als Folge geringer Schäden an der Zinkschicht freiliegen sollte.

Elektroverzinkung kann daher als "Standardverfahren" im Bereich der Korrosionsschutzbeschichtungen angesehen werden.

Verchromung bzw. Vernickelung wird häufig dort angewendet, wo eine dekorative Oberfläche gewünscht wird, die gleichzeitig einen gewissen Korrosionsschutz bietet. Die Beläge sind allerdings edel im Vergleich zu Stahl, weshalb die Stahloberfläche unter Feuchtigkeitseinfluss bei Poren oder Rissen im Belag der galvanischen Korrosion ausgesetzt ist.

Delta-MKS und Dacromet sind Beispiele für neuere Typen von Oberflächenbelägen, die bei gleicher oder geringerer Schichtendicke einen bedeutend besseren Korrosionsschutz als die klassische Elektroverzinkung bieten.

Hierbei handelt es sich um vergleichbare Systeme mit einer Basisschicht aus Zink und Aluminiumflocken, die durch ein anorganisches Bindemittel zusammengehalten werden sowie einer organischen Deckschicht, deren Aufgabe der Schutz der Basisschicht ist.

Die Beschichtungen werden nicht galvanisch aufgetragen, sondern die Verfahren werden als Trommel-, Tauch- oder Spritzprozesse ausgeführt, wodurch eine extrem hohe und gleichmäßige Eindringfähigkeit sichergestellt wird, selbst in tiefen Spalten oder Ähnlichem.

Neben dem besonders guten Korrosionsschutz verleihen diese Belagtypen der Oberfläche bessere Gleiteigenschaften, weil der Reibungskoeffizient erheblich reduziert wird.

Zink-Eisen ist ein anderes Beispiel für einen neueren Typ der Oberflächenbehandlung, wobei die Möglichkeit ausgenutzt wird, die Korrosionseigenschaften von Zink durch den Zusatz von kleinen Mengen Eisen (0,4-0,6%) zu verbessern.

Zink-Eisen wird alkalisch auf die Stahlwerkstücke aufgebracht.

Die Verbesserung des Korrosionsschutzes (bezogen auf die klassische Elektroverzinkung) beruht vor allem darauf, dass das Eisen mit der Chromschicht reagiert und eine bessere Haftung und somit einen besseren Korrosionsschutz bewirkt. 

Es ist wichtig zu bemerken, dass man – unabhängig vom Typ der Oberflächenbehandlung – normalerweise nicht erwarten kann, dass behandelter Sinterstahl die gleiche Korrosionsbeständigkeit aufweist wie die gleiche Oberflächenbeschichtung bei einem massiven Material bieten würde.

Dies liegt u.a. daran, dass Sinterstahl auf Grund der porösen Materialstruktur eine bedeutend größere aktive Oberfläche besitzt, die durch Korrosion angegriffen wird